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Associations between measures of physical fitness and cognitive performance in preschool children
(2022)
Background:
Given that recent studies report negative secular declines in physical fitness, associations between fitness and cognition in childhood are strongly discussed. The preschool age is characterized by high neuroplasticity which effects motor skill learning, physical fitness, and cognitive development. The aim of this study was to assess the relation of physical fitness and attention (including its individual dimensions (quantitative, qualitative)) as one domain of cognitive performance in preschool children. We hypothesized that fitness components which need precise coordination compared to simple fitness components are stronger related to attention.
Methods:
Physical fitness components like static balance (i.e., single-leg stance), muscle strength (i.e., handgrip strength), muscle power (i.e., standing long jump), and coordination (i.e., hopping on one leg) were assessed in 61 healthy children (mean age 4.5 +/- 0.6 years; girls n = 30). Attention was measured with the "Konzentrations-Handlungsverfahren fur Vorschulkinder" [concentration-action procedure for preschoolers]). Analyses were adjusted for age, body height, and body mass.
Results:
Results from single linear regression analysis revealed a significant (p < 0.05) association between physical fitness (composite score) and attention (composite score) (standardized ss = 0.40), showing a small to medium effect (F-2 = 0.14). Further, coordination had a significant relation with the composite score and the quantitative dimension of attention (standardized ss = 0.35; p < 0.01; standardized ss = - 0.33; p < 0.05). Coordination explained about 11% (composite score) and 9% (quantitative dimension) of the variance in the stepwise multiple regression model.
Conclusion:
The results indicate that performance in physical fitness, particularly coordination, is related to attention in preschool children. Thus, high performance in complex fitness components (i.e., hopping on one leg) tends to predict attention in preschool children. Further longitudinal studies should focus on the effectiveness of physical activity programs implementing coordination and complex exercises at preschool age to examine cause-effect relationships between physical fitness and attention precisely.
Problemstellung: Schuleingangsuntersuchungen belegen zunehmend Defizite in der motorischen und kognitiven Entwicklung von Einschülern. Im Hinblick auf Präventivmaßnahmen gilt dem motorischen und kognitiven Entwicklungsstand von Vorschulkindern ein verstärktes Forschungsinteresse. Die bisherige Wissensbasis soll mit aktuellen Untersuchungsergebnissen zum Zusammenhang von Motorik und Kognition bei Vorschulkindern erweitert werden. Methodik: Untersucht wurden 101 Kinder in vier Potsdamer Kitas im Alter von 3,5-4,6 Jahren. Zur Überprüfung der koordinativen und konditionellen Fähigkeiten wurden Standweitsprung, Sechs-Meter-Lauf, Balancieren, Einbeinstand und Seitliches Umsetzen sowie Handkoordination eingesetzt (KTK; Kiphard & Schilling 1972; Vogt 1978). Zusätzlich wurden in Anlehnung an das Brain-Gym-Konzept (Dennison 1984) körpermitteüberschreitende Armbewegungen qualitativ bewertet und auf Validität und Reliabilität geprüft. Die kognitiven Fähigkeiten wurden mit dem Bildbasierten Intelligenztest getestet (Schaarschmidt, Ricken, Kieschke & Preuß 2004). Ergebnisse: Jungen sind deutlich schneller und kräftiger als Mädchen, können aber geringfügig schlechter balancieren und feinkoordinieren. Ein Entwicklungssprung in den motorischen Leistungen ab dem vierten Lebensjahr konnte nachgewiesen werden. Weiterhin zeigte sich ein positiver signifikanter Zusammenhang zwischen der Gleichgewichtsfähigkeit und kognitiven Fähigkeiten bei den männlichen 3,5-Jährigen (r=.28-r=.32; p=0,01). Dies bestätigt: Je jünger die Kinder, desto stärker der Zusammenhang von Motorik und Intelligenz. Bei einseitiger Testung zeigten sich schwache signifikante Korrelationen von kognitiven Leistungen der Kinder und Qualifikation der Eltern (r=.18 - r=.21; p=0,01). Die Qualitative Bewertung der Arm- und Handbewegungen eignet sich wegen unbestätigter Validität und Reliabilität nicht als Untersuchungsmethode im Sinne einer frühfunktionellen Diagnostik.